Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

You are viewing an old version of this page. View the current version.

Compare with Current View Page History

« Previous Version 3 Next »

Należy znaleźć zależność pomiędzy prędkością na wylocie z rurociągu o przekroju kołowym a średnicą rurociągu, przy zachowaniu niezmiennego strumienia masy wody przepływającej przez ten rurociąg i stałej długości przewodu. Analizę wykonać dla 5 średnic z zakresu d=<100,300mm>, dla strumienia masy 7,5 kg/s i długości rury 1,5 m

1. Logowanie i uruchamianie Workbencha

1.1 Poprzez klienta X2Go zaloguj się do maszyny wirtualnej zgodnie z wytycznymi w punkcie Instalacja i konfiguracja oprogramowania dodatkowego.

1.2 Uruchom platformę zarządzania projektami ANSYS Workbench:

Otwórz zakładkę Education → ANSYS w oparciu o indywidualny kod dostępu, jak widać poniżej:


Domyślnie otworzy się platforma zarządzania projektem ANSYS Workbench.

Przed przystąpieniem do kolejnych kroków koniecznie zapisz projekt (CTR+S).

2. Tworzenie projektu ANSYS Workbech\

2.1 Dodawanie komponentów

Na przestrzeń roboczą dodaj wskazane poniżej komponenty projektu. Komponenty te domyślnie znajdują się po lewej stronie w zakładce: Component Systems. Komponenty dodajemy metodą „chwyć i upuść”.

Komponenty do dodania:

  • Geometry
  • Mesh
  • CFX

  Poniżej pokazano zrzut panelu i okien dialogowych projektu w Workbench

2.2 Łączenie komponentów  w projekt.

Chwyć komórkę:  Geometry z komponentu w bloku A (Geometry) i przeciągnij na komórkę Geometry w komponencie B (Mesh). Następnie z komponentu B przeciągnij komórkę: Mesh na komórkę: Setup w komponencie C (CFX), zgodnie z pokazaną niżej sekwencją

3. Przygotowanie  geometrii

  1. Dwukrotnie kliknij  na komórce: Geometry w komponencie A, domyślnie otworzy się wówczas Design Modeler (DM).
  2. W drzewie projektu klikając wybierz układ współrzędnych XY  (XYPlane), następnie utwórz nowy szkic klikając na ikonie  (New Sketch) lub przechodząc z zakładki: Modeling do zakładki: Sketching zacznij tworzyć nowy szkic jak to pokazano poniżej

3.1 Tworzenie geometrii

Korzystając w Menu z zakładki: Sketching, rysujemy okrąg o średnicy około 100mm. Używamy w tym celu polecenia: Sketching → Draw  → Circle, patrz niżej

3.2 Definiowanie wymiaru parametrycznego

Zdefiniuj średnicę jako wymiar parametryczny szkicu deklarując kolejno:  Sketching → Dimensions  → Diameter.

Następnie kliknij na okrąg w obrębie szkicu, dodany zostanie wymiar D1. W oknie detali wymiaru kliknij na pusty kwadrat obok symbolu D1, w aktywnym oknie wpisz nazwę parametru jako „Srednica” (patrz rysunek). Po zatwierdzeniu, obok wymiaru pojawi się symbol D, oznaczający wartość sparametryzowaną. Dodatkowo w oknie projektu na platformie Workbench dodana zostanie nowa szyna parametrów.

3.3 Generowanie geometrii przestrzennej rury

Utwórz geometrię przestrzenną rurociągu, poprzez „wyciągnięcie” szkicu na długość 1,5 m wykonując polecenia: Create → Extrude  . W oknie detali wyciągnięcia jako geometrię wskazujemy: Sketch1 i wymiar 1500 mm, patrz rysunek poniżej

Zatwierdzamy zmiany klikając na: Generate

3.4 Definiowanie charakterystycznych przekrojów

W celu ułatwienia opisu modelu wprowadź nazwy charakterystycznych powierzchni. Charakterystyczne przekroje kontrolne na końcach rury nazywamy odpowiednio: WLOT i WYLOT.

Z narzędzia: Selection Filter  wybieramy wskazywanie powierzchni:  

Następnie z narzędzi wybieramy nazwy powierzchni wprowadzając: Tools  → Named Selection → Wybieramy wskazaną powierzchnię → Wpisujemy nazwę → Generujemy , sposób  postepowania w przypadku wlotu pokazano na rysunku poniżej

Operację należy powtórzyć dwa razy (dla Wlotu  i Wylotu).

Zamykamy Design Modeler i zapisujemy projekt.

W oknie projektu, przy właściwie wprowadzonej geometrii pojawia się znak poprawnego zdefiniowania komórki .  W kolejnym kroku należy wygenerować siatkę numeryczną.

4. Generowanie siatki numerycznej

4.1 Uruchamianie

Dwukrotnie kliknij  na komórce Mesh w komponencie B. Domyślnie otworzy się zawartość Ansys Meshing z załadowaną wcześniej przygotowaną geometrią.

4.2 Wygeneruj siatkę dla solvera CFX z ustawieniami domyślnymi.

Kliknij na ikonę siatki  (Mesh) w drzewie projektu. Następnie  w oknie detali ustaw następujące preferencje:

  • Physics Preference: CFD
  • Solver Preference : CFX

Wygeneruj siatkę używając polecenia: . Obraz rury i siatki pokazano poniżej

UWAGA: Istnieje ryzyko, że siatka po wygenerowaniu nie jest wyświetlana, pomimo jej istnienia. Wstawienie przekroju siatki rozwiązuje problem doraźnie (Zespół pracuje nad całkowitym rozwiązaniem problemu). 

Zamknij ANSYS Meshing i zapisz projekt.

5. Nadawanie cech fizycznych modelowi geometrycznemu w CFXPre

5.1 Uruchom ANSYS CFX Pre.

Dwukrotnie kliknij  na komórce Setup w komponencie C, domyślnie otworzy się Ansys CFXPre z załadowaną wcześniej przygotowaną siatką numeryczną.

5.2 Zdefiniuj domenę jako płyn

Wczytana wcześniej geometria trafia do domeny domyślnej. Kliknij dwukrotnie w drzewie projektu na domenę domyślną  (Default Domain) i w pozycji: Material dokonaj zmiany na wodę (Water).

5.3 Zdefiniuj warunki brzegowe (Boundary Conditions) na wlocie.

5.3.1 Na wlocie strumień masowy równy 7,5 kg/s.

Kliknij prawym przyciskiem w drzewie projektu na wcześniej zmodyfikowanej domenie. Z menu wybierz i wstaw (Insert): Boundary .  Nazwij warunek: WlotRury

W zakładce: Basic Settings ustaw typ warunku na: Inlet i wybierz alokację dla warunku na powierzchni zdefiniowanej w geometrii jako wlot, zgodnie z przedstawionym poniżej postępowaniem 

W zakładce: Boundary Details, w pozycji: Mass and Momentum , w Opcjach wybierz: Mass Flow Rate i ustaw jego wartość na 7.5 kg/s, patrz rysunek

Następnie zatwierdź ten wybór.

5.3.2 Analogicznie do warunku na  wlocie ustaw wymagane dane na wylocie.

Dodaj następny warunek nazywając go: WylotRura.

W zakładce: Basic Settings ustaw typ warunku na: Opening i wybierz alokację dla warunku na powierzchni zdefiniowanej w geometrii jako: Wylot.

W zakładce: Boundary Details, w pozycji: Mass and Momentum , w Opcjach wybierz: Opening Pres. and Dirn i ustaw ciśnienie względne (Relative Presssure) na wartość równą 0 Pa.

Zatwierdź wprowadzone zmiany.

Zamknij CFX-Pre i zapisz projekt.

6. Rozwiązanie zadania – Solver CFX

W komponencie C klikamy prawym na: Solution, wybieramy: Edit.  W oknie: Define Run ustawiamy:

  • Run Mode na: Platform MPI Local Parallel
  • Partitions ustawiamy np. na 4 (patrz rysunek)

Uruchamiamy obliczenia za pomocą: Start Run.

Po zakończeniu iteracji zamykamy CFX Solver Manager i zapisujemy projekt.

7. Opracowanie wyników – Post Processing

Dwukrotnie klikamy na polecenie: Results w komponencie C.

7.1 Wyświetlanie rozkładu prędkości na wylocie z rurociągu.

Kliknij dwukrotnie na: WylotRura w drzewie projektu.  W detalach ustaw: Mode na: Variable. Jako Variable wybierz: Velocity (prędkość).  Zatwierdź zmiany. Rysunek poniżej pokazuje obliczony rozkład prędkości na wylocie z rury

7.2 Dodawanie parametrów wyjściowych

Przejdź do zakładki Expressions. Kliknij w obrębie listy z równaniami, a następnie z menu prawego klawisza myszki wybierz wstaw nowe równanie (NEW), jak to widać na rysunku

Równanie nazwij: PrędkoscWylot  i zdefiniuj jako wartość średnią w przekroju wylotowym. Skorzystaj z podanego poniżej równania:

areaAve(Velocity)@WylotRura

Zatwierdź wprowadzone równanie. Równanie zostało dodane do listy. Kliknij na nim i z menu rozwijanego wybierz opcję „użyj jako parametr wyjściowy” (Use as Workbench Output Parameter). 

Zauważ, że po tej operacji (zgodnie z rysunkiem) pętla parametrów w Workbenchu się zamknęła


Zamknij CFX Post i zapisz projekt.

8. Plan eksperymentu – automatyczne obliczenia wielu wariantów

8.1 Ustawienie macierzy eksperymentu

Dwukrotnie  kliknij na szynę parametrów (Parameter Set). W nowym widoku otworzona zostanie między innymi „Tabela Eksperymentu” (Table of Design Points).

Dodaj kolejne Punkty Projektowe (Design Points) wprowadzając do tabeli kolejne wartości średnic: 100, 150, 200, 250, 300. Rozszerzenie tabeli następuje poprzez wpisanie wartości w komórkę wiersza poniżej aktualnego i jej zatwierdzenie enterem.

8.2 Podgląd wyników globalnych dla kolejnych Punktów Projektowych

W oknie: Outline of All Parameters klikamy na: Charts. Następnie  wybieramy: Parameters Charts i ustawiamy osie współrzędnych w następujący sposób:

  • X-Axis (Bottom) : Srednica
  • Y-Axis (Left) : PredkoscWylot

Dodane zostało nowe okno wykresu.

8.3 Obliczenia dla wszystkich punktów

Na głównym pasku narzędziowym klikamy: Update All Design Points.  Kolejne wartości w miarę postępu obliczeń zostaną dodane do wykresu.

Każdorazowo wykonane też zostanie przejście przez wszystkie komórki zdefiniowane w ramach projektu na platformie Workbech.

 

Macierz eksperymentu i wykres końcowy przyjmują wartość jak pokazano poniżej


Następnie zapisz swój projekt.

  • No labels